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基于多体微扰理论的随机相近似屏蔽交换修正

材料科学 2018-12-12 v4 强关联电子

摘要

随机相近似(RPA)会系统性地高估关联能的大小,并通常低估内聚能。这部分源于完全缺乏交换项,而交换项本应抵消违反泡利不相容原理(EPV)的贡献。未抵消的EPV贡献还表现为在电子-电子聚并附近自旋平行电子的非物理负对密度。我们遵循多体微扰理论的考量,提出一种交换修正,该修正在具有最低可能计算复杂度的同时,纠正了最大组的EPV贡献。所提方法在RPA图中交换相邻的粒子/空穴对,显著改善了均匀电子气(UEG)中聚并附近自旋平行电子的对密度。关联能的精度与其他二阶屏蔽交换(SOSEX)修正变体相当,尽管对于自旋极化UEG它略更精确。其计算复杂度在轨道空间或实空间中分别随 O(N5)\mathcal O(N^5)O(N4)\mathcal O(N^4) 缩放。其内存需求随 O(N2)\mathcal O(N^2) 缩放。

关键词

引用

@article{arxiv.1605.08643,
  title  = {Screened exchange corrections to the random phase approximation from many-body perturbation theory},
  author = {Felix Hummel and Andreas Grüneis and Georg Kresse and Paul Ziesche},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08643},
  year   = {2018}
}